Innovation inom överspänningsskyddet - ONS-enhet

Utvecklingsöversikt

Modellen för en synkron spänningsbegränsare är konstruerad och monterad bara för lågeffektutrustning som kräver automatisk kraftåtervinning utan mycket försening. experimentellJag arbetar och de viktigaste testerna av det är precis avslutade (termiska tester är framöver). ONS (se bilden nedan) kan inkluderas i gapet i den befintliga kraftledningen, eller direkt till utloppet med lasten ansluten genom uttagen.

Spänningsbegränsaren är konstruerad för effekt upp till 250 watt. Det monteras baserat på standarddistributionföretagets första lådor "Tyco electronics", - 75x75 mm. Det bör noteras att ballastkontrollschemat är detsamma för alla effektnivåer, endast ballasten själv (klassisk) förändras - en bro, en transistor och en kylningsradiator. Det finns inget sätt att prata om kretslösningar här, eftersom enheten är ett kunskapsobjekt och förväntar sig en seriös affärsrevision inom ramen för kontraktsarbete. Vi kan bara säga att kretsen är analog och att den använder element med endast utbredd användning. ONS är konstruerad för regelbunden ingångsspänning som begränsar upp till 255 - 260 V, vilket är den mest troliga nivån, och på kort sikt - upp till 275 V, med belastningsström upp till 1A. För att skydda mot överhettning är en miniatyr termomaskin fixerad på kylaren. Följande funktionella egenskaper hos den synkrona begränsaren uppnås:

1. Möjligheten för en stationär anslutning i strömkretsen, det vill säga att du slår på strömmen till lasten med en inrush-ström (för att växla strömförsörjning) och spänningsbegränsning, eller stänga av strömmen när det är för stort överspänning i nätverket.
2. Begränsarens omedelbara svar i ett brett spektrum av impuls- och krampomspänningar, beroende endast på frekvensegenskaperna för kontrollerna och ballasten (upp till cirka 3 MHz - för vanliga element med utbredd användning).
3. Möjligheten att testa i driftsläge för maximal spänningsbegränsning (ballastkontroll) och belastningsutjämning (via mikroknappar).
4. Omedelbar belastningsutsläpp, beroende endast på reläets svarstid (flera ms).
5. Automatisk återställning av strömkretsen med en fördröjning på flera sekunder, förutsatt att spänningen sjunker till en acceptabel nivå (mindre än 250 V).

Det bör noteras att i samband med lastens egenskaper, dess syfte, är två modifieringar av ONS tillrådliga - med automatisk kraftåtervinning och endast manuell återhämtning. Anordningen för den andra modifieringen av begränsaren är mycket enklare, eftersom istället för reläet och dess tillhörande element, används en typisk, utbredd termo-automat (brytare), moderniseradav utvecklaren för att säkerställa automatisk återställning från skyddskretsen (se föregående artikel -ny överspänningsskyddsanordning). Den här maskinen upprätthåller skyddet mot överbelastning.

I en minimal version av designen kyls ballastradiatorn konvektivt genom hålen i lådan (skyddad av ett nät). För att ge större skyddskraft (värmeavledning) kan du använda en extra låda för att placera en kylare med en strömtransformator och en termisk brytaretomat. Det är bekvämt att ansluta lådorna till de nedre planen, med tidigare gjorda fönster eller hål för att blåsa radiatorn (denna princip är också bekväm för andra moduler placerade i liknande lådor och kräver kylning).

Vilken är den betydande fördelen med ONS?

I en tidigare artikel noterade utvecklaren redan att alla konsumenter i nätverket är 230 V, 50/60 Hz (den nominella spänningen för ett enfasnät enligt det nya GOST, med en tolerans på +/- 10%), med strömförsörjning (med egen stabilisering) kräver en speciell strategi för överspänningsskydd. Alla av dem behöver inte bara skydd mot en ökad nivå, utan skydd mot ett brett spektrum av överspännings- och överspänningsspänningar. Den moderna marknaden är extremt mättad med filter och volt-automatar (spänningsreläer), som inkluderar skyddselement från impulsbrus i mikrosekundområdet. Beträffande längre pulser och kraftiga hopp, bör det noteras att dessa enheter har en viss utjämning (filtrering) framför maskinens känsliga element (för att inte irritera ägarna med ofta drift). Det vill säga de passerar en del av impulser. När det gäller börvärdet för drift bör den inte vara högre än 250 volt. Många "spänningsreläer" har en extern börvärdesjustering, men detta bör betraktas som en nackdel snarare än en dygd. Det infördes bara för att inte irritera med ofta avstängningar. Men en spänning på mer än 250 volt är mycket farlig för elektronisk utrustning.

Som redan nämnts i föregående artikel är det inte lönsamt för alla tillverkare att tillhandahålla en stor "säkerhetsmarginal" i spänning för sina produkter. Således är hela massan av passiva filtrerings- och reläskyddsanordningar endast lämpliga för spänningsstabila och störningsnätverk, det vill säga den är utformad för sällsynt, oavsiktlig överspänning (under åskväder eller nätolycka). Många av dem "driver" dock ägarna till "vit-het", till en avgörande ersättning med en stabilisator. Men moderna stabilisatorer, även om de ser ut som perfekta enheter (inklusive reklamegenskaper, speciellt för en enkel köpare), har fortfarande ett antal betydande nackdelar som endast kan identifieras genom lämplig teknisk testning i ett speciellt laboratorium. På Internet finns det mycket få artiklar om detta ämne, och de innehåller endast en kontroll av innehållet och begränsande stationära lägen.

Vad är den huvudsakliga, grundläggande skillnaden mellan den nya metoden? Det består av följande:

• en synkron begränsare (ONS) övervakar varje halvvågspenna och synkroniserar "synkroniserar" sin amplitud till en acceptabel nivå, - baserat på den tillåtna effektiva spänningen på mindre än 250 volt;
• storleken på den avskurna delen bestäms endast av gränsspänningen för ballasttransistorn och en lämplig begränsning av värmeproduktionen - för ett stabilt nätverk kan det vara extremt stort, till exempel upp till 100 volt (då kommer ballasten att avbryta pulser av denna storlek utan att koppla bort lasten);
• hela spektrumet av pulser avstängs, beroende bara på frekvensegenskaperna för ballasten och dess kontroller;
• nackdelen med ballastvärmeavledning är inte så stor som det verkar på grund av att de sticker ut pulservars arbetscykel proportionellt reducerar den tilldelade effekten, till exempel i intervallet 245 - 250 volt av utgångsspänningen vid en ingångsspänning på 245 - 275, är den maximala värmeproduktionen ungefär sex gånger mindre än med kontinuerlig spänning (driftscykeln beräknas av sinusvinklarna vid gränsen till sinusvågsnittet).

Med belastningar på mer än 0,5 kW i ett nätverk med frekventa spänningsspänningar är det nödvändigt att utrusta en synkron begränsare med en fläkt (kylare), vilket rekommenderas att drivas från en miniatyrströmtransformator (baserad på en avstängningstransformator). Börjar med en effekt på 1–2 kW, är det tillrådligt att använda tandem - "STAB - ONS" - för att effektivt kombinera egenskaperna hos dessa enheter. Stabilisatorn ger statisk läge, och ONS dynamiskt och aktivt filteri allmänhet, med minimering av värmeavgivningen.

Det bör noteras att användningen av modern autotransformatGenerellt sett är stabilisatorer för låg effekt irrationella, eftersom transformatorn själv har betydande förbrukning. Dessa stabilisatorer är designade för en grupp konsumenter och för deras totala kraft nära nominell, för kontinuerlig drift utan en signifikant minskning av energiförbrukningen. Endast i detta fall uppnås tillfredsställandeeffektiviteten. Således verkar den föreslagna ONS vara ett praktiskt nödvändigt och framgångsrikt tillägg till moderna stabilisatorer och deras effektiva ersättning för utrustning med låg effekt, som blir mer och mer (samtidigt som de bibehåller och ökar dess kostnad och värde för ägaren).

Utvecklare tips

Källan till ökad spänning bör inte vara LATR, men en konventionell avstängningstransformator med flera sekundära lindningar och ledningar från den primära, så att när de sekundära lindningarna är fasanslutna med primären och använder vissa primära ledningar, kan en högspänning erhållas, till exempel upp till 270- 275 volt. Denna spänning måste matas till den elektroniska styrenheten i skyddsanordningen genom ett 10-20 kΩ variabelt motstånd. Förbrukningen av styrelektronik är vanligtvis (och borde vara) högst 10-15 mA. Och strömsdelen måste vara ansluten direkt till nätverket med hänsyn till fasen. Med detta kraftschema kan du ställa in spänningen mer smidigt och noggrant och bilda ett idealiskt hopp genom att stänga hela den variabla motståndet eller ytterligare.

Det kommer att vara intressant att läsa:

• Instruktioner för anslutning av ett spänningsövervakningsrelä
• Hur skyddar du ledningar med en spänningsstabilisator?
• Varför fungerar en RCD och vad ska man göra i det här fallet?